Ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του φυτικού κόσμου φαίνεται πως κατάφεραν να λύσουν ερευνητές στη Γαλλία, αποκαλύπτοντας τον μηχανισμό που επιτρέπει στη διάσημη σαρκοφάγο Διωναία (Venus flytrap) να κλείνει την παγίδα της μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου.
Η Διωναία αποτελεί εδώ και δεκαετίες αντικείμενο επιστημονικού ενδιαφέροντος λόγω της μοναδικής ικανότητάς της να αντιδρά ταχύτατα στην παρουσία θηράματος. Όταν ένα έντομο αγγίξει τις ευαίσθητες τρίχες στο εσωτερικό της παγίδας της, τα δύο λοβωτά φύλλα κλείνουν αστραπιαία, παγιδεύοντας το θήραμα ώστε να το διασπάσουν στη συνέχεια πεπτικά ένζυμα.
Παρά τις πολυάριθμες μελέτες των τελευταίων ετών, οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να εξηγήσουν με βεβαιότητα τι ακριβώς πυροδοτεί την αρχική κίνηση που οδηγεί στο κλείσιμο της παγίδας.
Η νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, υποστηρίζει ότι το μυστικό βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα του φυτού. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Aix-Marseille διαπίστωσαν ότι η παγίδα αρχίζει να κλείνει όταν τα εξωτερικά κύτταρα της επιφάνειάς της μαλακώνουν εξαιρετικά γρήγορα, απελευθερώνοντας την ελαστική ενέργεια που είχε ήδη αποθηκευτεί στη δομή του φυτού.
Η ανακάλυψη έρχεται να απαντήσει σε μια μακροχρόνια επιστημονική διαμάχη. Μέχρι σήμερα, μία από τις κυρίαρχες θεωρίες υποστήριζε ότι η κίνηση προκαλείται κυρίως από τη γρήγορη μεταφορά νερού μεταξύ των κυττάρων της παγίδας. Οι νέες παρατηρήσεις, ωστόσο, δείχνουν ότι η μετακίνηση του νερού είναι πολύ αργή για να εξηγήσει την εκρηκτική ταχύτητα με την οποία ενεργοποιείται ο μηχανισμός.
Πώς οι επιστήμονες έλυσαν το μυστήριο
Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα αυτό παρακολουθώντας σε πραγματικό χρόνο τις πρώτες στιγμές του κλεισίματος της παγίδας. Όπως διαπίστωσαν, η μετακίνηση νερού ανάμεσα στα κύτταρα συμβαίνει μεν, αλλά όχι με την ταχύτητα που θα απαιτούνταν για να αποτελέσει τον βασικό μηχανισμό ενεργοποίησης.
Αντίθετα, παρατήρησαν μια εξαιρετικά σύντομη διαδικασία, διάρκειας περίπου ενός δευτερολέπτου, κατά την οποία τα κυτταρικά τοιχώματα της εξωτερικής επιδερμίδας γίνονται ξαφνικά πιο εύκαμπτα. Η αλλαγή αυτή επιτρέπει στην παγίδα να απελευθερώσει την ελαστική ενέργεια που έχει συσσωρευτεί στη δομή της και να κλείσει σχεδόν ακαριαία.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, πρόκειται για την ταχύτερη μεταβολή μηχανικών ιδιοτήτων κυτταρικού τοιχώματος που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα σε φυτικό οργανισμό.
Η Διωναία αποτελεί εδώ και χρόνια ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα ταχείας αντίδρασης στον φυτικό κόσμο. Προηγούμενες έρευνες είχαν δείξει ότι το φυτό μπορεί ακόμη και να «μετρά» τα ερεθίσματα που δέχεται από ένα έντομο, ώστε να ξεχωρίζει ένα πιθανό θήραμα από μια τυχαία επαφή που δεν αξίζει την ενεργειακή δαπάνη του κλεισίματος της παγίδας.
Άλλες μελέτες είχαν εντοπίσει τους μοριακούς μηχανισμούς που επιτρέπουν στο φυτό να αντιλαμβάνεται ότι πρέπει να ενεργοποιήσει την παγίδα του. Το κομμάτι που έλειπε από το παζλ ήταν ο τρόπος με τον οποίο ξεκινά η ίδια η κίνηση.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η νέα ανακάλυψη δεν αφορά μόνο τη βιολογία των φυτών. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η Διωναία μετατρέπει αποθηκευμένη ενέργεια σε εξαιρετικά γρήγορη κίνηση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και στην ανάπτυξη νέων «μαλακών» ρομπότ ή έξυπνων υλικών που κινούνται χωρίς τη χρήση συμβατικών μηχανικών συστημάτων.
Με πληροφορίες από Gizmodo
